(57)【要約】【課題】回折型光変調器で変調された線形の回折光をスクリーンにスキャニングする時、正方向と逆方向の両方対してスキャニングすることができるようにする正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置を提供する。【解決手段】光を生成して出射する光源系と、前記光源系から出射された光を線形の入射光に変換する照明光学部と、前記照明光学部から入射された線形の入射光を駆動信号によって変調して線形の回折光を生成する回折型光変調器と、前記回折型光変調器から出射される線形の回折光をスクリーンに第１方向スキャニングと第１方向に対して逆方向のスキャニングとを繰り返し行って映像を生成する投影及びスキャニング光学部と、第１方向スキャン区間と第１方向と逆方向のスキャン区間において駆動信号を出力し、それにより、前記回折型光変調器が第１方向スキャン区間と第１方向と逆方向のスキャン区間において映像情報を含んでいる線形の回折光を生成するように前記回折型光変調器を制御するディスプレイ電子系とを含む。【選択図】図６
2007025704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を生成して出射する光源系と、
前記光源系から出射された光を線形の入射光に変換する照明光学部と、
前記照明光学部から入射された線形の入射光を駆動信号によって変調して線形の回折光を生成する回折型光変調器と、
前記回折型光変調器から出射される線形の回折光をスクリーンに第１方向スキャニングと第１方向に対して逆方向スキャニングとを繰り返し行って映像を生成する投影及びスキャニング光学部と、
第１方向スキャン区間と第１方向に対して逆方向のスキャン区間において駆動信号を前記回折型光変調器に出力し、それにより、前記回折型光変調器が、第１方向スキャン区間と第１方向に対して逆方向のスキャン区間において、映像情報を含んでいる線形の回折光を生成するように前記回折型光変調器を制御するディスプレイ電子系と、
を含んでなることを特徴とする回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【請求項２】
前記投映及びスキャニング光学部は、
前記スクリーンに対して第１方向にスキャニングを行ってから、第１方向と逆方向にスキャニングを行い、このような動作を繰り返し行うことで、前記スクリーンに映像を生成するスキャナを含むことを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記ディスプレイ電子系は、
線形の回折光が第１方向スキャニング中に前記スクリーンの特定地点を通過する速度と線形の回折光が第１方向と逆方向のスキャニング中に同一地点を通過する速度とがほぼ同じになるように前記スキャナを制御するスキャニング制御部を含むことを特徴とする、請求項２に記載の回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記ディスプレイ電子系は、
外部から入力される映像データを受ける映像入力部と、
前記映像入力部から入力された映像データを格納するメモリと、
第１方向スキャン区間においては映像データの最初列のデータから最後列のデータまで前記メモリから順次読み取って出力し、第１方向スキャンと逆方向のスキャン区間においては映像データの最後列のデータから最初列のデータまで前記メモリから順次読み取って出力する映像データ出力部と、
前記映像データ出力部から出力される映像データに基づいた駆動信号を前記回折型光変調器に与える光変調器駆動回路と
を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記ディスプレイ電子系は、
前記映像入力部に入力された横方向に整列された映像データを縦方向に変換するデータトランスポジションを行うことで、横方向に入力された映像データを縦方向の映像データに変換して前記メモリに格納する映像ピボット部をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記回折型光変調器から出射される回折光が複数の回折次数を有する回折光であり、
前記回折型光変調器の後端に位置し、前記複数の回折次数を有する回折光のなかで特定の回折次数の回折光を通過させるフィルター部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記フィルター部は、
前記回折型光変調器から出射される複数の回折次数を有する回折光を次数別に分離するフーリエレンズと、
前記フーリエレンズを通過した複数の回折次数を有する回折光のなかで所望次数の回折光を選択して通過させるフィルターと、
を含むことを特徴とする、請求項６に記載の回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記光源系は、赤色光源、緑色光源、及び青色光源を含み、
前記ディスプレイ電子系は、前記光源系を制御して赤色光、緑色光及び青色光を順次出射させる光源制御部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記光源系は、赤色光源、緑色光源、及び青色光源を含み、
前記ディスプレイ電子系は、前記光源系を制御して赤色光、緑色光及び青色光を出射させる光源制御部を含み、
前記光源系の後端に、前記赤色光、緑色光及び青色光を順次通過させるカラーホイルをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記第１方向は前記スクリーンに対して水平方向であることを特徴とすることを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記第１方向は前記スクリーンに対して垂直方向であることを特徴とすることを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記回折型光変調器は、
基板と、
アレイを形成するように配列され、それぞれは前記基板によって支持され、中間部において前記基板から離隔して空間が確保されており、上面において反射面が形成されて入射光を反射し、少なくとも一つのオープンホールが形成されて入射光を通過させるように構成されている複数の第１反射部と、
前記基板と前記第１反射部との間に前記第１反射部と離隔して空間を確保するように位置し、前記第１反射部の前記オープンホールを通過して入射する光を反射させる反射表面を持っている第２反射部と、
前記ディスプレイ電子系から駆動信号が入力されれば、入力された駆動信号に対応してそれぞれの前記第１反射部の中間部を前記基板に対して離隔又は近接させることで、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光により形成される回折光の光量を変化させる複数の駆動手段と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記第１反射部は、前記基板を横切る方向と同一方向に整列されている複数のオープンホールを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回折型光変調器を利用したディスプレイ装置に係り、より詳しくは回折型光変調器で変調された線形の回折光をスクリーンにスキャニングする時、正方向と逆方向の両方に対してスキャニングすることができるようにする正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微細技術の進展にしたがい、いわゆるマイクロマシン（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、微小電気機械システム）素子及びＭＥＭＳ素子を組み立てた小型器機が注目されている。
【０００３】
ＭＥＭＳ素子は、シリコン基板、ガラス基板などの基板上に微細構造体として形成され、機械的駆動力を出力する駆動体と、駆動体を制御する半導体集積回路などを電気的に、かつ機械的に結合させた素子である。ＭＥＭＳ素子の基本的な特徴は、機械的構造で構成されている駆動体が素子の一部に組み込まれていることであり、駆動体の駆動は電極間のクーロンの力などを応用して電気的に行われる。
【０００４】
最近では、かかるＭＥＭＳ素子を使用する回折型光変調器が開発された。図１Ａ及び図１Ｂは従来技術による回折型光変調器として開発されたグレーティングライトバルブ（ＧＬＶ：Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｖａｌｖｅ）の構成を示す。
【０００５】
グレーティングライトバルブ１１は、図１Ａに示すように、ガラス基板などの絶縁基板１２上に共通の基板側電極１３が形成され、複数、本実施形態においては六つのビーム１４（１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６）がこの基板側電極１３を渡るようにブリッジ状にかつ並列に配置されて構成される。
【０００６】
ブリッジ部材１５と、その上に設けられた反射膜兼駆動側電極１６とからなるビーム１４はリボンと呼ばれている部位である。
【０００７】
基板側電極１３と反射膜兼駆動側電極１６との間に微小電圧を印加すれば、前述した静電現象によってビーム１４が基板側電極１３に近接し、電圧の印加を止めれば、基板側電極１３から離れて元の状態に戻る。
【０００８】
グレーティングライトバルブ１１は、基板側電極１３に対する複数のビーム１４の近接及び離間の動作（すなわち、一つ置きのビームの近接及び離間の動作）によって、光反射膜兼駆動側電極１６の高さを交互に変化させ、光の回折によって（六つのビーム１４全体に対して一つのライトスポットが照射される）、駆動側電極１６で反射された光の強度を変調する。
【０００９】
一方、前述した回折型光変調器を多くの応用分野に使用することができるが、その一例としてディスプレイ装置に使用することができる。
【００１０】
一般に、従来技術による回折型光変調器を利用したディスプレイ装置は、光源、照明レンズ、回折型光変調器、プロジェクションシステム、スクリーンなどを含んでいる。
【００１１】
上記光源は複数の光源、例えば、赤色光源、緑色光源及び青色光源からなっている。
【００１２】
ついで、照明レンズは、光源から出射される光を線形の平行光に変換させ、平行光を回折型光変調器に入射させる。
【００１３】
回折型光変調器は、線形の平行光が入射されれば、線形平行光に対して光変調を行い、それにより複数の回折次数を有する回折光を形成する。この時、回折型光変調器が形成する回折光は、回折次数の観点から見ると、線形の回折光を形成している。すなわち、回折型光変調器から出射される回折光は、スクリーンに形成される映像のピクセルを形成するために、それに対応するスキャニング回折点光が複数集まり線形に配列されて線形の走査線を形成する。
【００１４】
そして、プロジェクションシステムは、複数のスキャニング回折点光が線形に配列されて形成された線形の走査線をスクリーンに投射してスキャニングすることで２次元映像を生成する。
【００１５】
一例として、汎用ＨＤＴＶ標準の場合、１フレームのイメージは行長（Ｋ）＝１０８０ピクセル、列長（Ｌ）＝１９２０ピクセルから構成されるので、前述した回折型光変調器を利用してＨＤＴＶ級映像を出力するためには、１０８０個のピクセルに相当するスキャニング回折点光を線形に配列して形成された線形の走査線を横方向にスキャニングして２次元映像を生成する。
【００１６】
一方、線形走査線を横方向にスキャニングして２次元映像を生成する従来のスキャニング方式は、スクリーンにカラーイメージをディスプレイするために線形走査線のスキャニングを３回行わなければならない。このような高速の線形走査線スキャニングを行うために、スキャナは、反対方向に戻る時、早く減速ができるように設計されている。
【００１７】
しかし、前述したように、スキャナが反対方向へ戻る時の早い減速は、電力消耗が多く、スキャナの摩耗が早く進行するという問題点と、スクリーンに光を投射する全体時間のうちで映像情報を投射する有効投射時間の割合が低いため、明るさが暗く、スキャナが反対方向に戻る間、光源をオフにしなければ、映像の明暗比が低下するという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、回折型光変調器の変調された回折光をスクリーンにスキャニングする時、スキャナの加減速区間を減らし、スクリーンに映像情報を投射する有効投射時間の割合を増やし、映像の明暗比を向上させる正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記のような問題点を解決するための本発明は、光を生成して出射する光源系と、前記光源系から出射された光を線形の入射光に変換する照明光学部と、前記照明光学部から入射された線形の入射光を駆動信号によって変調して線形の回折光を生成する回折型光変調器と、前記回折型光変調器から出射される線形の回折光をスクリーンに第１方向スキャニングと第１方向と逆方向のスキャニングを繰り返し行って映像を生成する投影及びスキャニング光学部と、前記回折型光変調器の第１方向スキャン区間と第１方向と逆方向のスキャン区間に駆動信号を出力することで、前記回折型光変調器が第１方向スキャン区間と第１方向と逆方向のスキャン区間において映像情報を含んでいる線形の回折光を生成するように制御するディスプレイ電子系と、を含んでなることを特徴とする回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
前記のような本発明によれば、投影される光の一時的な光の効率を高めることができるので、光源を変えなくとも明るさを増大させることができ、または低電力光源を使用して同じ明るさを達成することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、スキャナの駆動最大加速度を低下させて電力消耗を低減することができる。
【００２２】
また、本発明によれば、スキャナの駆動周波数を低下させて電力消耗を低減することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、光変調器の駆動速度を低下させることができ、光変調器の駆動速度を低下させることで、画面に対するデータを格納しているメモリの駆動周波数を低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図２以降の図面に基づいて、本発明の望ましい実施例による正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置を詳細に説明する。
【００２５】
図２は本発明の一実施例による回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置の構成図である。
【００２６】
図２を参照すれば、本発明の一実施例による回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置は、ディスプレイ光学系１０２とディスプレイ電子系１０４を含む。
【００２７】
ディスプレイ光学系１０２は、赤色光源１０６Ｒ、緑色光源１０６Ｇ、青色光源１０６Ｂ、赤色光源に対する照明光学部１０８Ｒ、緑色光源に対する照明光学部１０８Ｇ、青色光源に対する照明光学部１０８Ｂ、板状カラーホイル１０９、回折型光変調器１１０、シュリーレン光学部１１２、投影及びスキャニング光学部１１６、及びスクリーン１１８を具備している。
【００２８】
ここで、レーザー光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂはレーザー光を放出する。放出されたレーザー光の断面は例えば円形であり、その光の強度プロファイルはガウス（Ｇａｕｓｉａｎ）分布を有する。
【００２９】
そして、照明光学部１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂは、それぞれのレーザー光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂから出射される光を、回折型光変調器１１０に細長い線状の光が照射されるように線形光に変換する。
【００３０】
回折型光変調器１１０は、照明光学部１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂから照射された線形光を変調して回折光を生成する。この時、板状カラーホイル１０９は照明光学部１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂと回折型光変調器１１０との間に位置して、３区間に分割されており、それぞれの区間は１色が通過するように形成されている。よって、板状カラーホイル１０９が回転することになり、照明光学部１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂから出射される線形光が同一光経路を持っていれば、板状カラーホイル１０９を通過して回折型光変調器１１０に入射される線形光は時分割される。この時、一例として、板状カラーホイル１０９がＲ領域、Ｇ領域、Ｂ領域の順に分割されていれば、板状カラーホイル１０９を通過する線形光もＲ光源、Ｇ光源、Ｂ光源の順に通過する。板状カラーホイル１０９を使用しない場合、光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ自体を一定の順に点滅させることにより同一効果を得ることができる。
【００３１】
このように、回折型光変調器１１０に入射される線形光が時分割して通過すれば、それによって回折型光変調器１１０もディスプレイ電子系１０４の光変調器駆動回路（図示せず）の制御によって入射するそれぞれの光に対する光変調を行って回折光を生成して出射する。
【００３２】
ここで使用される回折型光変調器１１０の一例を図３に示す。図３はオープンホール基盤の回折型光変調器を示すものである。図３を参照すれば、オープンホール基盤の回折光変調器は、シリコン基板２２１、絶縁層２２２、下部反射部（第２反射部）２２３、及び複数の駆動エレメント２３０ａ〜２３０ｎから構成されている。
【００３３】
ここで、下部反射部２２３はシリコン基板２２１の上部に蒸着されて、入射光を反射する。下部反射部２２３に使用される物質としては、金属（Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇなど）が使用できる。
【００３４】
駆動エレメント（代表的に駆動エレメント２３０ａについてだけ説明するが、残りの駆動エレメントは同様の構造及び機能を有する）はリボン形状をしている。駆動エレメント２３０ａは、下部支持部２３１ａを具備しており、駆動エレメント２３０ａの中央部がシリコン基板２２１の陥没部から離隔して位置するように、下部支持部２３１ａの両サイドの下面が、それぞれシリコン基板２２１の陥没部から外れた両サイドに付着されている。
【００３５】
下部支持部２３１ａの両サイドには圧電層２４０ａ、２４０ａ’が設けられ、この圧電層２４０ａ、２４０ａ’の収縮及び膨脹によって、駆動エレメント２３０ａの駆動力を発生させる。
【００３６】
そして、左側の圧電層２４０ａと右側の圧電層２４０ａ’は、圧電電圧を与えるために配置された下部電極層２４１ａ、２４１ａ’と、下部電極層２４１ａ、２４１ａ’上に積層され、両面に電圧が印加されれば収縮及び膨脹して上下駆動力を発生させるよう配置された圧電材料層２４２ａ、２４２ａ’と、圧電材料層２４２ａ、２４２ａ’上に積層され、圧電材料層２４２ａ、２４２ａ’に圧電電圧を与えるために配置された上部電極層２４３ａ、２４３ａ’とを具備している。上部電極層２４３ａ、２４３ａ’と下部電極層２４１ａ、２４１ａ’に電圧が印加されれば、圧電材料層２４２ａ、２４２ａ’は収縮及び膨脹して下部支持部２３１ａの上下運動を引き起こす。
【００３７】
一方、下部支持部２３１ａの中央部には上部反射部（第１反射部）２５０ａが蒸着されて、上部反射部２５０ａには複数のオープンホール２５１ａ１、２５１ａ２が形成されている。
【００３８】
このようなオープンホール２５１ａ１、２５１ａ２は、駆動エレメント２３０ａに入射される入射光が通過して、オープンホール２５１ａ１、２５１ａ２が形成された部分に対応する下部反射部２２３に入射光が入射されるようにし、このようにして下部反射部２２３で反射される反射光と上部反射部２５０ａで反射される反射光が回折光を形成するようにする。
【００３９】
この時、上部反射部２５０ａのオープンホール２５１ａ１、２５１ａ２が形成された部分を通過して入射される入射光は下部反射部２２３の対応部分に入射することができ、上部反射部２５０ａと下部反射部２２３間の間隔がλ／４の奇数倍になる時に最大回折光を発生させる。
【００４０】
ここで、一つの上部反射部２５０ａとそれに対応する下部反射部２２３はスクリーンに形成される映像のピクセルを形成するために用いられるスキャニング回折点光を形成することができる。これをさらに詳細に説明するために、図４を参照すれば、回折型光変調器１１０は、スクリーン１１８に形成される映像の第ａピクセル、第ｂピクセル、第ｃピクセル、第ｄピクセル、第ｅピクセル、・・・、第ｎピクセルのそれぞれに対応するｎ個の上部反射部２５０ａ〜２５０ｎから構成されている。回折型光変調器１１０は、符号２５０ａで示す一つの上部反射部を参照して説明すれば、上部反射部２５０ａの反射面２５０ａ１、２５０ａ２、２５０ａ３で反射された反射光と上部反射部２５０ａのオープンホール２５１ａ１、２５１ａ２、２５１ａ３（ここで、２５１ａ３は上部反射部２５０ａと隣接した上部反射部２５０ｂ間の間隔を言う）を通過して下部反射部２２３で反射された反射光が回折光を形成することになり、このような回折光はスクリーン１１８に形成される映像のピクセルに対応するスキャニング回折点光を形成する。
【００４１】
すなわち、上部反射部２５０ａ〜２５０ｎのそれぞれは、それに対応する下部反射部２２３の反射面とともにスクリーン１１８に形成される映像のピクセルに対応するスキャニング回折点光を形成し、このようなスキャニング回折点光は複数個が一列に整列して走査線（ここで、走査線はｎ個のピクセルに対応するｎ個のスキャニング回折点光で構成されるものであると仮定する）を形成する。
【００４２】
ついで、シュリーレン光学部（Ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ  ｏｐｔｉｃｓ）１１２（片面フィルター部と呼ぶことができる）は、回折型光変調器１１０で変調された回折光を次数分離し、分離された複数の次数の回折光の中で所望次数の回折光を通過させる。
【００４３】
このようなシュリーレン光学系１１２は、一例としてフーリエレンズ（図示せず）と空間フィルターまたはダイクロイックフィルター（図示せず）から構成されており、入射する回折光のうち０次回折光または±１次光を選択的に通過させる。
【００４４】
そして、投影及びスキャニング光学部１１６は、シュリーレン光学部１１２を通過した複数のスキャニング回折点光からなる走査線をスクリーン１１８に正方向と逆方向へのスキャニングを行って２次元映像を生成する。
【００４５】
このような投影及びスキャニング光学部１１６は、図５に示すように、集光レンズ１１６ａ、スキャナ１１６ｂ及びプロジェクションレンズ１１６ｃから構成され、入射した回折光をスクリーン１１８に投射する。
【００４６】
ここで、集光レンズ１１６ａは、光学フィルターまたはダイクロイックフィルター（図示せず）を通過した線形の回折光をスクリーン１１８に焦点が合うように集光させる。もちろん、集光レンズ１１６ａの後に凹レンズ（図示せず）をさらに具備することで、光学フィルターまたはダイクロイックフィルター（図示せず）を通過した回折光を集光してから平行光に変化させてスキャナ１１６ｂに投影することもできる。
【００４７】
スキャナ１１６ｂはＸスキャニングミラーであって、ディスプレイ電子系１０４の制御によって入射したラインイメージをスクリーン１１８に左から右にスキャニングしてから右から左にスキャニングするような動作を繰り返す。
【００４８】
この時、一例として、図６の時間対距離のスキャナ軌跡図から分かるように、スキャナ１１６ｂによって最左側から右に正方向スキャニングを行う時、スクリーン１１８に赤色の走査線をスキャニングし、ついで右から左に逆方向スキャニングを行う時、スクリーン１１８に緑色の走査線をスキャニングし、さらに左から右に二番目の正方向スキャニングを行う時、スクリーン１１８に青色の走査線をスキャニングすれば、赤色、緑色、青色からなる一つのカラー映像が完成される。もちろん、その後、スキャナ１１６ｂはさらに赤色の走査線を逆方向にスキャンし、緑色の走査線を正方向にスキャンし、青色の走査線を逆方向スキャンすれば、赤色、緑色、青色からなるさらに一つのカラー映像が完成され、以後にこのような動作を繰り返して行えば、動画のディスプレイが可能である。
【００４９】
そして、図６の時間対距離のスキャナ軌跡図を説明すれば、時間区間はＲ区間、Ｇ区間、Ｂ区間に分けることができ、Ｒ区間はさらに時間区間Ａ、Ｂ、Ｃに、Ｇ区間はＡ’、Ｂ’、Ｃ’に、Ｂ区間はＡ”、Ｂ”、Ｃ”に分けることができる。
【００５０】
ここで、Ｒ区間は正方向スキャン区間、Ｇ区間は逆方向スキャン区間、Ｂ区間は正方向スキャン区間である。
【００５１】
Ｒ区間において、時間区間Ａはスキャン準備区間、Ｂ区間は正方向スキャン区間で、走査線を画面にディスプレイする区間であり、Ｃ区間は遊休区間である。
【００５２】
また、Ｇ区間において、時間区間Ａ’はスキャン準備区間、Ｂ’区間は逆方向スキャン区間で、走査線（この走査線は映像情報を持っている走査線である）を画面にディスプレイする区間であり、Ｃ’区間は遊休区間である。
【００５３】
そして、Ｂ区間において、時間区間Ａ”はスキャン準備区間、Ｂ”区間は二番目正方向スキャン区間で、走査線を画面にディスプレイする区間であり、Ｃ”区間は遊休区間である。
【００５４】
このように、正方向スキャンを行う時だけでなく逆方向スキャンを行う時に走査線に映像情報を保存させると、従来技術では一度の正方向スキャンを行う時に１８０Ｈｚが必要であったが、本発明では９０Ｈｚ程度の速度でスキャニングを行っても、人が画面を認識するのに障害がない画面を構成することができる。
【００５５】
一方、ディスプレイ電子系１０４は、図７に示すように、映像入力部３００、映像ピボット部３０２、制御部３０４、メモリ３０６、映像データ出力部３０８、光変調器駆動回路３１０、スキャニング制御部３１２、及び光源スイッチング部３１４を具備している。
【００５６】
ここで、映像入力部３００は、外部から映像データを受けると同時に垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと水平同期信号Ｈｓｙｎｃを受ける。
【００５７】
そして、映像ピボット部３０２は、横方向に整列されている映像データを縦方向に変換するデータトランスポジション（date transposition）を行うことで、横方向に入力された映像データを縦方向の映像データに変換してメモリ３０６に格納する。このように映像ピボット部３０２でデータトランスポジションが必要な理由は、回折型光変調器１１０から出射する走査線は１０８０個のピクセルに対応するスキャニング回折点光が縦に配列されているため、横方向にスキャンしてディスプレイするようになっているからである。
【００５８】
すなわち、図８Ａのように、標準映像データは横方向に整列されている。しかし、回折型光変調器１１０は、図３に示すように、複数の駆動エレメント２３０ａ〜２３０ｎが縦方向に配列されているため、複数の映像データを横方向にスキャニングしながらディスプレイするようになっている。
【００５９】
したがって、回折型光変調器１１０を利用して、１０８０×１９２０個のピクセルからなる１フレームの映像を走査線のスキャニングで形成するためには、１０８０（映像の縦方向ピクセル数の一例）個の縦方向に配列されたデータを必要とする。
【００６０】
言い換えれば、図８Ａは１０８０×１９２０ピクセルから構成される１フレームの映像データの構造を示す。図８Ａに示す映像データは外部から横方向に、すなわち（０，０）、（０，１）、（０，２）、（０，３）、・・・の順に入力される。
【００６１】
しかし、回折型光変調器１１０を利用して１０８０個の縦方向に配列されたデータが要求されるので、図８Ｂに示すように、前記入力される映像データは横方向配列から縦方向配列にトランスポジションが行われなければならない。
【００６２】
そして、映像データ出力部３０８は、正方向スキャニング中には、映像ピボット部３０２によってデータトランスポジションが行われてメモリ３０６に格納された映像データを最初列から最後列まで順次に読み取って出力し、逆方向スキャニング中には、メモリ３０６に格納されたデータトランスポジションが行われた映像データを最後列から最初列に逆方向に読み取って出力する。こうすることにより、逆方向スキャンを行う時、スクリーン１１８に形成される映像が後先にならなくて正しく形成されるようにする。また、同一列（縦方向スキャニングの場合、同一行）に対する出力が正方向及び逆方向スキャンでスクリーン上に互いに一致するようにスキャニング制御部と映像データ出力部間のタイミングを制御部３０４で調整する。
【００６３】
光変調器駆動回路３１０は、映像データ出力部３０８から出力される映像データによって回折型光変調器１１０を駆動することで、入射される入射光を変調して、映像情報を持っている回折光を形成するように回折型光変調器１１０を駆動する。
【００６４】
すなわち、光変調器駆動回路３１０は、回折型光変調器１１０を駆動することにおいて、正方向スキャンが進行される間だけでなく逆方向スキャンが進行される間にも回折型光変調器１１０を駆動することで、入射される入射光を変調して、映像情報を持っている回折光を形成する。
【００６５】
ついで、光源スイッチング部３１４は、レーザー光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂに電力を選択的に提供する。そして、スキャニング制御部３１２は、投影及びスキャニング光学部１１６のスキャナ１１６ｂを制御して、正方向スキャニング及び逆方向スキャニングを順次に行うようにする。スキャニング制御部３１２は、望ましくは、正方向スキャニング中に走査線がスクリーン１１８のいずれか１点を通過する速度と逆方向スキャニング中に走査線がスクリーン１１８の同一点を通過する速度が同一であるようにする。
【００６６】
もちろん、スキャニング制御部３１２は、正方向スキャニング中に走査線がスクリーン１１８のいずれか１点を通過する速度と逆方向スキャニング中に走査線がスクリーン１１８の同一地点を通過する速度がやや違うようにすることもできる。
【００６７】
一方、ここでは、水平方向スキャニングについて例を挙げて説明したが、垂直方向スキャニングの場合にも同様に適用することができる。
【００６８】
また、ここでは、回折型光変調器にオープンホールが形成されたオープンホール基盤の回折型光変調器について説明したが、オープンホールがない同一構造の回折型光変調器も可能である。
【００６９】
また、ここで、回折型光変調器は、反射部が基板を横切る方向と同一方向に長辺が整列されている複数のオープンホールを含んでいるが、反射部が基板を横切る方向と垂直な方向に長辺が整列されている複数のオープンホールを含むこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、回折型光変調器の変調された回折光をスクリーンにスキャニングする時、スキャナの加減速区間を減らし、スクリーンに映像情報を投射する有効投射時間の割合を増やし、映像の明暗比を向上させる正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１Ａ】従来技術によるグレーティングライトバルブの構成を示す斜視図である。
【図１Ｂ】従来技術によるグレーティングライトバルブの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例による回折型光変調器を利用した正逆方向スキャニング方式のディスプレイ装置の構成図である。
【図３】図２の回折型光変調器の一実施例を示すもので、オープンホール基盤の回折型光変調器の斜視図である。
【図４】図３のオープンホール基盤の回折型光変調器の平面図である。
【図５】図２の投影及びスキャニング光学部の詳細構成図である。
【図６】時間対距離のスキャナ軌跡図である。
【図７】図２のディスプレイ電子系の構成図である。
【図８Ａ】１０８０×１９２０ピクセルで構成される１フレームの映像データの構造を示す図である。
【図８Ｂ】入力される映像データに対して横方向配列から縦方向配列にトランスポジションが行われた構造を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０２    ディスプレイ光学系
１０４    ディスプレイ電子系
１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ    光源
１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂ    照明光学部
１０９    板状カラーホイル
１１０    回折型光変調器
１１２    シュリーレン光学部
１１６    投影及びスキャニング光学部
１１８    スクリーン
【図１Ａ】
2007025704.tif 000003
【図１Ｂ】
2007025704.tif 000004
【図２】
2007025704.tif 000005
【図３】
2007025704.tif 000006
【図４】
2007025704.tif 000007
【図５】
2007025704.tif 000008
【図６】
2007025704.tif 000009
【図７】
2007025704.tif 000010
【図８Ａ】
2007025704.tif 000011
【図８Ｂ】
2007025704.tif 000012